Τι είναι χρωματίνης: ορισμός, δομή και λειτουργία

Βιοχημικές μελέτες της γενετικής - ένας σημαντικός τρόπος για να μελετήσει τα κύρια συστατικά του - γονίδια και τα χρωμοσώματα. Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε τι είναι χρωματίνης, μάθετε τη δομή και τη λειτουργία του στο κύτταρο.

Η κληρονομικότητα - η κύρια ιδιότητα της ζωής ύλης

Μεταξύ των κύριων διεργασιών που χαρακτηρίζουν τους οργανισμούς που ζουν στη Γη, είναι η αναπνοή, τη διατροφή, την ανάπτυξη, την επιλογή και την αναπαραγωγή. Η τελευταία λειτουργία είναι η πιο σημαντική για τη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη μας. Πώς να μην υπενθυμίσω ότι η πρώτη εντολή δόθηκε από τον Θεό στον Αδάμ και την Εύα ήταν η εξής: «Να είναι γόνιμη και να πολλαπλασιάζονται» Στο επίπεδο των κυττάρων παραγωγικών λειτουργία εκτελείται με τα νουκλεϊκά οξέα (συστατική ουσία των χρωμοσωμάτων). Οι δομές αυτές θα συζητηθούν σε αυτό που ακολουθεί.

Μπορούμε επίσης να προσθέσουμε ότι η διατήρηση και η μετάδοση των γενετικών πληροφοριών που μεταφέρονται από τους απογόνους του ίδιου μηχανισμού που δεν εξαρτάται από το επίπεδο της οργάνωσης των ατόμων, που είναι για ιούς και τα βακτήρια, και είναι καθολική για τον άνθρωπο.

Ποια είναι η ουσία της κληρονομικότητας

Σε αυτή την εργασία μελετάμε τη δομή της χρωματίνης και οι λειτουργίες των οποίων εξαρτώνται άμεσα από την οργάνωση των μορίων νουκλεϊκού οξέος. Swiss επιστήμονας Miescher το 1869 ενώσεις ανιχνεύθηκαν στους πυρήνες των κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος, που εμφανίζουν ιδιότητες των οξέων τους κάλεσε πρώτα nukleina και στη συνέχεια νουκλεϊκά οξέα. Από την άποψη της χημείας, αυτό μακρομοριακή ένωση - πολυμερή. Αυτά τα μονομερή είναι νουκλεοτίδια που έχουν την ακόλουθη δομή: α πουρίνης ή βάση πυριμιδίνης, και πεντόζης κατάλοιπο του ορθοφωσφορικού οξέος. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι δύο είδη νουκλεϊκών οξέων μπορεί να είναι παρόντα στα κύτταρα: DNA και RNA. Έχουν συμπλεγμένο με πρωτεΐνες για να σχηματίσει μία ένωση του χρωμοσωμάτων. Καθώς και πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα έχουν πολλαπλά επίπεδα χωρικής οργάνωσης.

Το 1953 το βραβείο Νόμπελ ήταν Watson και Crick αποκρυπτογραφηθεί της δομής του DNA. Είναι ένα μόριο που αποτελείται από δύο αλυσίδες διασυνδέονται με δεσμούς υδρογόνου που προκύπτουν μεταξύ αζωτούχες βάσεις για την αρχή της συμπληρωματικότητας (απέναντι βάσης αδενίνη θυμίνη βρίσκεται απέναντι από κυτοσίνη - γουανίνης). Χρωματίνης δομή και λειτουργία των οποίων μελετάμε, το μόριο περιλαμβάνει ένα δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος και ριβονουκλεϊνικού διάφορες διαμορφώσεις. Σε αυτό το θέμα, θα συζητήσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες στην ενότητα «Επίπεδα οργάνωσης της χρωματίνης.»

Εντοπισμός της ουσίας της κληρονομικότητας σε ένα κύτταρο

DNA που υπάρχει σε αυτά τα cytostructure ως τον πυρήνα, και επίσης σε οργανίδια, ικανό διαίρεσης - μιτοχονδρίων και χλωροπλαστών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αυτά τα οργανίδια εκτελούν ουσιώδεις λειτουργίες εντός του κυττάρου: ΑΤΡ σύνθεση, και την σύνθεση της γλυκόζης και του σχηματισμού οξυγόνου στα φυτικά κύτταρα. Συνθετικό οργανίδια βήμα γονέα διπλασιάστηκε κύκλου ζωής. Έτσι, τα θυγατρικά κύτταρα κατά τη μίτωση (διαίρεση σωματικών κυττάρων) ή μειωτικής διαδικασίας (τον σχηματισμό σπέρματος και ωαρίων) έδωσε το επιθυμητό δομές οπλοστάσιο κυττάρου παρέχουν τα κύτταρα με θρεπτικά συστατικά και ενέργεια.

Ριβονουκλεϊνικό οξύ αποτελείται από μία άλυσο και έχει μικρότερο μοριακό βάρος από ό, τι DNA. Βρήκε τόσο στον πυρήνα και στο hyaloplasm, και είναι μέρος πολλών κυτταρικών οργανιδίων: ριβοσώματα, μιτοχόνδρια, ενδοπλασματικό δίκτυο, πλαστίδια. Χρωματίνη σε αυτά τα οργανίδια που σχετίζεται με την πρωτεΐνη ιστόνης και ένα μέρος των πλασμιδίων - κυκλικό κλειστό μόρια DNA.

Δομή της χρωματίνης και

Έτσι έχουμε καθιερώσει ότι το νουκλεϊκό οξύ που περιέχεται στην ουσία των χρωμοσωμάτων - τις δομικές μονάδες της κληρονομικότητας. χρωματίνη τους κάτω από το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο έχει τη μορφή κοκκώδους ή νηματοειδών δομών. Περιέχει, εκτός από το DNA, και ακόμη και μόρια RNA, και πρωτεϊνών που παρουσιάζουν βασικές ιδιότητες και ονομάστηκε ιστόνες. Όλα τα παραπάνω δομές είναι μέρος του νουκλεοσώματος. Βρίσκονται στον πυρήνα και τα χρωμοσώματα ονομάζονται ινίδια (σπείρωμα-σωληνοειδή). Συνοψίζοντας όλα τα παραπάνω, θεωρούμε ότι αυτή χρωματίνης. Αυτή η σύμπλοκη ένωση του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέων και ειδικές πρωτεΐνες - ιστόνες. Αυτοί, όπως και τα πηνία, τυλίγονται δίκλωνα μόρια DNA για να σχηματιστεί ένα νουκλεοσώματος.

Επίπεδα οργάνωσης της χρωματίνης

κληρονομικότητα ουσία έχει μια διαφορετική δομή, η οποία εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Για παράδειγμα, σχετικά με ποια φάση του κυτταρικού κύκλου ζωής που υποβάλλεται: διαίρεση του περίοδο (metoz ή μείωση), ή συνθετικά presynthetic κατά τη μεσόφαση. Από τη μορφή ενός σωληνοειδούς, ή ινίδια, ως το πιο απλό, υπάρχει μια περαιτέρω συμπίεση της χρωματίνης. Ετεροχρωματίνη - μια πιο πυκνή κατάσταση, διαμορφώνεται στα τμήματα ιντρονίου του χρωμοσώματος, η οποία δεν είναι δυνατή η μεταγραφή. Κατά το υπόλοιπο κύτταρα - μεσόφαση, όταν δεν υπάρχει διαδικασία διαίρεσης - ετεροχρωματίνης karyoplasm βρίσκεται στον πυρήνα περιφερειακά, κοντά μεμβράνη του. Σφράγιση πυρηνική περιεχόμενα postsynthetic στάδιο λαμβάνει χώρα στον κύκλο ζωής των κυττάρων, δηλ αμέσως πριν από τη διαίρεση.

Τι καθορίζει τη συμπύκνωση της ύλης της κληρονομικότητας

Συνεχίζοντας να εξερευνήσουν το ερώτημα «τι είναι χρωματίνης,» οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτό εξαρτάται από τις πρωτεΐνες φώκιας-ιστόνης που, μαζί με τα μόρια του DNA και RNA στο νουκλεόσωμα. Αποτελούνται από τέσσερα είδη πρωτεϊνών, που ονομάζονται αγελάδες και σύνδεσης. Κατά τη στιγμή της μεταγραφής (ανάγνωση των πληροφοριών από το γονίδιο μέσω RNA) υλικό κληρονομικότητα συντηγμένο κακώς, και ονομάζεται ευχρωματίνη.

Επί του παρόντος συγκεκριμένη κατανομή των μορίων DNA που συνδέεται με τις πρωτεΐνες ιστόνης μελετώνται. Για παράδειγμα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η χρωματίνη διαφορετικούς τόπους του ίδιου χρωμοσώματος διαφορετικά επίπεδα συμπύκνωσης. Για παράδειγμα, σε ορισμένα σημεία σύνδεσης με τις μιτωτικής ατράκτου νήματα χρωμόσωμα που ονομάζεται κεντρομεριδίων, είναι πιο πυκνό από τα τελομερή τμήματα - τέλος τόπους.

Γονίδια-ρυθμιστικές αρχές και χρωματίνης

Η έννοια της ρύθμισης της δραστηριότητας των γονιδίων, που δημιουργήθηκε από το γαλλικό γενετιστές Jacob και Monod, δίνει μια ιδέα για την ύπαρξη περιοχών του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος, στην οποία δεν υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με τη δομή της πρωτεΐνης. Εκτελούν μια καθαρά γραφειοκρατική - διαχειριστικές λειτουργίες. Ονομάζοντας γονίδια ρυθμιστές, αυτά τα μέρη των χρωμοσωμάτων συνήθως σε πρωτεΐνες της άνευ-ιστόνης δομή. Χρωματίνης, ο ορισμός των οποίων έγινε με προσδιορισμό της αλληλουχίας, ονομάστηκε ανοιχτό.

Σε περαιτέρω μελέτες, διαπιστώθηκε ότι σε αυτούς τους τόπους βρίσκονται μια νουκλεοτιδική αλληλουχία η οποία αποτρέπει προσκόλληση στα μόρια DNA των σωματιδίων πρωτεΐνης. Τέτοια τμήματα περιλαμβάνουν τα ρυθμιστικά γονίδια είναι: προαγωγοί ehansery ενεργοποιητές. Η συμπύκνωση της χρωματίνης σε αυτά είναι υψηλή, και το μήκος αυτών των τμημάτων μέσο όρο περίπου 300 nm. Υπάρχει μια μέθοδος για τον προσδιορισμό της βιοχημική ανοικτή χρωματίνη σε απομονωμένα πυρήνες στους οποίους η χρήση των DNA-άσης του ενζύμου. Γρήγορα διασπά τόπους των χρωμοσωμάτων, πρωτεϊνών στερούνται-ιστόνης. Χρωματίνης σε αυτούς τους τομείς έχει κληθεί υπερευαισθησία.

Ο ρόλος της κληρονομικότητας ουσίας

Συγκροτήματα συμπεριλαμβανομένων DNA, RNA και πρωτεΐνης που ονομάζεται χρωματίνης, που εμπλέκονται στην κυτταρική οντογένεσης και να μεταβάλλουν τη σύνθεση της ανάλογα με τον τύπο ιστού και από το στάδιο της ανάπτυξης ενός οργανισμού ως συνόλου. Π.χ., στα επιθηλιακά κύτταρα του δέρματος όπως γονίδια όπως ehanser και προαγωγός αποκλεισμένες πρωτεΐνες καταστολείς, και αυτά τα ρυθμιστικά γονίδια στα εκκριτικά κύτταρα του εντερικού επιθηλίου και είναι ενεργοί στην περιοχή των ανοικτών χρωματίνης. Οι επιστήμονες, γενετιστές βρήκαν ότι σε ένα κλάσμα του DNA που δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες, αντιπροσωπεύοντας πάνω από το 95% του ανθρώπινου γονιδιώματος. Αυτό σημαίνει ότι ο έλεγχος γονίδιο είναι πολύ περισσότερο από εκείνους που είναι υπεύθυνη για τη σύνθεση των πεπτιδίων. Η εισαγωγή τεχνικών όπως τα τσιπάκια DNA και αλληλούχιση αφέθηκε να ανακαλύψει τι το χρωματίνη, και ως αποτέλεσμα, για τη χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος.

Μελέτες της χρωματίνης είναι σημαντική σε τομείς της επιστήμης, όπως η ανθρώπινη γενετική και την ιατρική γενετική. Αυτό συνδέεται με ένα αισθητά αυξημένο επίπεδο εμφάνισης των κληρονομικών ασθενειών - όπως γονίδιο και χρωμόσωμα. Η έγκαιρη ανίχνευση αυτών των συνδρόμων αυξάνει το ποσοστό των θετικών προβλέψεων στην θεραπεία τους.